基于大豆制备酸奶的工艺优化研究

宋 欢，阳生琼，温 磊，向 佳，廖 玲，宗绪岩

（1. 四川戎测质检技术服务有限公司，四川 宜宾 644000；2. 宜宾中山医院，四川 宜宾 644000；3. 四川轻化工大学酿酒生物技术及应用四川省重点实验室，四川 宜宾 644000）

0 引言

大豆酸奶是大豆经过浸泡、加热、精磨、过滤制成豆浆，再将其灭菌，经乳酸菌发酵而成的食品[1]，其营养成分比普通豆乳更加趋于完善，同时乳酸菌给豆乳带来了醇香、清澈的酸香味，破坏了大豆中的抗营养因子，产生了一些生理活性物质，如SOD、有机酸、芳香物质、活化酶、多糖等[2]。大豆酸奶对人的机体功能有明显的正向调节作用，在一定程度上可以达到防病治病的功效。

近年来，随着生活水平的提高，消费者已不再满足于食品的色、香、味、形，食品内在的质量科学性、结构合理性及食品是否绿色健康等已经引起了消费者的重点关注。大豆酸奶本身就是一种天然的保健食品，可以预见，研制营养更加全面、风味更加独特、具有多种保健功能的大豆酸奶将是乳酸饮料生产行业未来的一个有重大意义的发展方向[3]。

目前，大豆酸奶的生产工艺虽然已经基本成熟，但仍存在一些技术问题，如如何消除豆乳的豆腥味和苦涩味、如何提高乳酸菌的产酸速率、如何改善大豆酸奶的风味等[4-5]。采用多种发酵剂进行大豆酸奶的发酵，探究了不同发酵剂、料液比，加糖量、发酵时间及发酵温度对大豆酸奶成品的影响，确定了一种性状尚佳、口感丰富、质地细腻的大豆酸奶生产工艺，该大豆酸奶有望进一步扩大生产规模。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

黄豆、白砂糖，购自市场；菌种RSJ1、RSJ2、RSJ3，实验室保存；碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠、浓硫酸、盐酸、邻苯二甲酸氢钾、硫酸钾、硫酸铜、甲基红、溴甲酚绿、硼酸、酚酞、95%乙醇等化学试剂均为分析纯，成都市科隆化学品有限公司提供。

多功能磨浆机，曲阜市豆香缘食品机械制造厂产品；SPX-50 型生化培养箱，重庆英检达仪器有限公司产品；OLB9870 型全自动定氮仪，济南童鑫生物科技有限公司产品。

1.2 大豆酸奶的制备工艺流程

大豆→挑选→0.5%碳酸钠浸泡10 h→清水洗净→90 ℃水中预热5 min→100 ℃水磨浆→75 目过滤2 次→10%白砂糖煮沸15 min→冷却至42～44 ℃→接种→42 ℃发酵12 h→4 ℃冷藏12 h→感官评价。

1.3 操作要点

1.3.1 菌种的活化与计数

参照王博君[6]和谢九艳等人[7]的方法，在100 mL的三角瓶中加入25 mL MRS 培养基，于115 ℃下灭菌15 min，分别接入实验室提供的菌种RSJ1、RSJ2和RSJ3，于37 ℃下培养24 h，作为第一代菌种，同理将第一代菌种接入灭菌的MRS 培养基中培养24 h，作为第二代菌种，再将第二代菌种接入MRS培养基中培养8 h，作为发酵菌种，将其放入冰箱保存待用。

取1 mL 发酵菌种加入到9 mL 的无菌水中稀释为10-1菌液，将10-1菌液混合均匀，再将10-1菌液1 mL 加入到9 mL 无菌水中，稀释为10-2菌液，逐级稀释到 10-8，取 10-6，10-7，10-8菌液 0.2 mL 涂布，同时移取0.2 mL 生理盐水涂布作空白试验，每组做2 个平行试验，放入37 ℃恒温培养箱中培养48 h，然后计数。

1.3.2 原料的选择与浸泡

挑选无虫斑、无霉变、颗粒饱满、表面光滑的大豆作为原材料，加入0.5%碳酸氢钠浸泡10 h。

1.3.3 磨浆、过滤、调配

参照曾祥博等人[8]的方法，待大豆全部胀开，弃去碱液，用水清洗干净，于95 ℃水中预热5 min，抑制脂肪氧化酶的活性，再用100 ℃的水磨浆，经75 目筛过滤2 次，将白砂糖与豆浆混匀。

1.3.4 杀菌、冷却、接种

将混合液在100 ℃下煮沸15 min，冷却至室温后接入发酵菌种，混合均匀。

1.3.5 发酵、冷藏

在42 ℃下培养12 h，结束后测定pH 值、滴定酸度和感官评价。将发酵凝固的大豆酸奶放入4 ℃冰箱中冷藏12 h，使风味物质进一步形成[9]。

1.4 单因素试验

1.4.1 发酵菌株对大豆酸奶的影响

将干大豆和水按照1∶10 的比例配制磨浆，然后按照干大豆10%添加白砂糖，分别添加RSJ1、RSJ2 和RSJ3 使其达到106CFU/g，于 42 ℃下培养12 h，放入4 ℃冰箱中冷藏24 h 后进行感官评价。

1.4.2 料水比对大豆酸奶的影响

分别将干大豆和水按照1∶8，1∶9，1∶10，1∶11，1∶12，1∶13，1∶14 的比例配制磨浆，添加10%白砂糖（以干大豆计），添加RSJ2 使其达到106CFU/g，于42 ℃下培养12 h，放入4 ℃冰箱中冷藏24 h 后进行感官评价。

1.4.3 加糖比对大豆酸奶的影响

将干大豆和水按照1∶10 的比例配制磨浆，分别添加8%，9%，10%，11%，12%白砂糖（以干大豆计），添加RSJ2 使其达到106CFU/g，于42 ℃下培养12 h，放入4 ℃冰箱中冷藏24 h 后进行感官评价。

1.4.4 发酵温度对大豆酸奶的影响

将干大豆和水按照1∶10 的比例配制磨浆，添加10%白砂糖（以干大豆计），添加RSJ2 使其达到106CFU/g，分别在 36，38，40，42，44，46 ℃下培养12 h，放入4 ℃冰箱中冷藏24 h 后进行感官评价。

1.4.5 发酵时间对大豆酸奶的影响

将干大豆和水按照1∶10 的比例配制磨浆，添加10%白砂糖（以干大豆计），添加RSJ2 使其达到106CFU/g，于 42 ℃下分别培养 9，10，11，12，13，14 h，放入4 ℃冰箱中冷藏24 h 后进行感官评价。

1.5 正交试验

在单因素试验的基础上，选择料液比、发酵温度和发酵时间构建三因素三水平的正交试验，按照L9（34）进行正交试验。

大豆酸奶正交试验因素与水平设计见表1。

表1 大豆酸奶正交试验因素与水平设计

1.6 理化分析

参照GB 5009.3《食品安全国家标准 食品中水分的测定》[10]，采用直接干燥法测定大豆酸奶的水分含量；参照GB 5009.239《食品安全国家标准食品酸度的测定》[11]，采用酚酞指示剂法测定大豆酸奶的酸度；参照GB 5009.6《食品安全国家标准食品中脂肪的测定》[12]，采用索氏抽提法测定大豆酸奶的蛋白质含量。

1.7 大豆酸奶的感官评定

邀请24 名有食品专业背景并且有食品感官评价经验的专业人员组成感官评价小组，对样品的色泽、香味、滋味和体态这4 项指标，采用评分检验法进行评分。以所有感官评价人员的平均分数作为大豆酸奶成品的综合指标。对样品的色泽、香味、滋味、体态采用单纯描述性方法。

感官评价标准见表2[13]。

表2 感官评价标准

检验前，首先确定所使用的标度类型，使评价员对每一个评分点代表的意义有共同的认识。评定时，取20 mL 左右的豆乳盛于小酒杯中，对评定项目按各指标要求进行品尝评分，即豆乳的综合评价。感官评价小组每次评价之前用清水清理口腔。

1.8 数据分析

以上每组数据重复试验3 次，计算平均值和标准偏差。采用Excel 和Origin 软件对结果进行统计分析及绘图。

2 结果和分析

2.1 最佳发酵剂的确定

采用RSJ1、RSJ2 和RSJ3 3 种发酵剂，以期确定最佳的发酵剂，使大豆酸奶在色、香、味、形等方面都能呈现较好的状态。

发酵剂对大豆酸奶感官评价的影响见图1。

图1 发酵剂对大豆酸奶感官评价的影响

从图1 可以看出，3 种发酵剂对大豆酸奶的感官评分影响差异较大，其中RSJ2 的得分显著高于其他。因此，后续试验均采用RSJ2 进行试验。

2.2 最佳料液比的确定

分别将干大豆和水按照1∶8，1∶9，1∶10，1∶11，1∶12，1∶13，1∶14 的比例制作大豆酸奶。

料液比对大豆酸奶感官评价的影响见图2。

图2 料液比对大豆酸奶感官评价的影响

从图2 可以看出，感官得分最高的是干大豆∶水为1∶10，当加水量较少时，渗透压大，微生物繁殖和代谢可能受到一定影响，同时由于含水少，硬度、黏度等都提高，造成口感粗糙[14]。当含水量增加后，口感细腻，但是存在流动性降低，硬度、黏度等减少，也容易产生“破乳”问题[15]。

2.3 白砂糖添加量的确定

在煮沸前的豆浆中分别添加8%，9%，10%，11%，12%的白砂糖（以干大豆计），制作大豆酸奶。

白砂糖添加量对大豆酸奶感官评价的影响见图3。

图3 白砂糖添加量对大豆酸奶感官评价的影响

从图3 可以看出，感官评分最高是白砂糖添加量10%的样品，总体上白砂糖添加量对感官评分影响较小。当白砂糖添加量较少时，酸味突出，表现为口感变差，且蔗糖也是一种可发酵性糖，能够作为碳源帮助微生物生长代谢。但增加白砂糖添加量后，部分糖通过微生物利用会转化成酸，造成酸度增加，也会影响口感[16]。

2.4 最佳发酵温度的确定

将添加发酵剂的豆浆分别置于36，38，40，42，44，46 ℃环境下培养，制作大豆酸奶。

发酵温度对大豆酸奶感官评价的影响见图4。

图4 发酵温度对大豆酸奶感官评价的影响

从图4 可以看出，发酵温度在42 ℃时感官评分最高。发酵温度低时，发酵速度过慢，微生物代谢缓慢，风味物质产生较少，造成口味寡淡，凝乳速度也较慢[17]。发酵温度过高时，发酵速度过快，风味物质产生较多，但酸度增加较快，造成口感偏酸，且容易出现“破乳”问题[18]。

2.5 最佳发酵时间的确定

将添加发酵剂的豆浆放入42 ℃环境下分别发酵9，10，11，12，13，14 h，制作大豆酸奶。

发酵时间对大豆酸奶感官评价的影响见图5。

图5 发酵时间对大豆酸奶感官评价的影响

从图5 可以看出，发酵时间在12 h 时感官评分最高。发酵时间过短时，微生物代谢不足，风味物质产生较少，造成口味寡淡，凝乳效果也达不到[19]。发酵时间过长时，发酵过度，风味物质产生较多，但酸度过高，造成口感偏酸，且容易出现“破乳”问题[20]。

2.6 正交试验结果

根据单因素试验结果，白砂糖添加量对感官评分影响较小，在正交试验中不进行讨论。发酵剂对感官评分影响很大，可以认为RSJ2 菌株具有很大优势，无需在后续试验中进行研究，也未放入正交试验。最终确定料水比、发酵温度和发酵时间3 个因素进行试验。

大豆酸奶正交试验结果见表3，正交试验结果方差分析见表4。

表4 正交试验结果方差分析

从表3 可以看出，发酵温度对试验结果影响最大，其次是发酵时间，再次是料液比。该模型其最优配方为A2B2C2，即将干大豆和水按照1∶10 的比例配制磨浆，然后添加10%白砂糖（以干大豆计），煮沸灭菌冷却后添加RSJ2 使其达到106CFU/g，在42 ℃下分别培养12 h，放入4 ℃冰箱中冷藏24 h 后进行感官评价。

表3 大豆酸奶正交试验结果

从表4 可以看出，料液比和发酵时间2 个因素具有显著意义，发酵温度具有极显著意义，校正模型具有显著意义。

为了验证模型结果，按照优化工艺进行了验证试验，样品感官评分为91.56 分，与第2 组试验结果90.63 分差异不大。

采用优化工艺生产的大豆酸奶样品，色泽均匀，呈乳白偏黄颜色，具有典型、浓郁且协调的豆香味和令人愉悦的发酵香气，细腻润滑、酸甜适口、口感醇厚，呈现均匀的凝胶状，有一定的分层现象但不明显，回味悠长。

2.7 大豆酸奶理化分析结果

将按照上述优化后的工艺生产的验证试验样品进行理化检测。

大豆酸奶理化分析结果见表5。

表5 大豆酸奶理化分析结果

3 结论

以大豆为原料，通过脱腥、磨浆获得豆浆，采用乳酸菌作为发酵剂，通过发酵提高了蛋白利用率，去除大豆中原有的寡糖，产生适口的乳酸。通过单因素试验和正交试验优化了工艺，将干大豆与水按照1∶10 的比例配制磨浆，添加10%的白砂糖（以干大豆计），煮沸灭菌冷却后添加RSJ2 使其达到106CFU/g，在42 ℃下分别培养12 h，再进行冷藏，得到色泽均匀，呈乳白偏黄颜色，具有典型、浓郁且协调的豆香味和令人愉悦的发酵香气，细腻润滑、酸甜适口、口感醇厚，呈现均匀的凝胶状，有一定的分层现象但不明显，回味悠长的大豆酸奶，适于进行扩大试验。